xxxx工程转换桁架的设计与施工

1、青岛高新区xxxx工程型钢转换桁架的设计与施工摘要 高层建筑物使用功能的多样化，要求在某一楼层大空间使用功能的同时，在结构上该楼层与其上、下层采用不同柱网，通常进行结构转换来满足这样的结构特点，本文结合青岛高新区xxxx工程采用型钢转换桁架的形式对首层和中间层大厅进行8.4m柱网结构转换的工程实例，重点介绍型钢砼转换桁架设计调整及施工方法。关键词 转换桁架 型钢骨架 自密实砼 Abstract：When use function diversification of High-rise building requests big spatial use function in some flo

2、or ，this floor with the above, the lower floor uses the different column net in the structure. Usually we carry on the structure transformation to satisfy such unique feature. This article unifies the first and intermediate floor using Transformation truss of Steel structure concretes to transformat

3、e 8.4m column net structure in the Qingdao High and new industry development areas undertaking center project. Key introduction is Design and Construction means of Transformation truss of Steel structure concretes.Key words：Transformation truss Steel structure skeleton Dense concretes1 工程概况青岛xxxx工程位

4、于青岛高新技术产业区，地下二层，地上共四个单体，A、B座为8.4m柱网的框架核心筒结构，首层高度6m，标准层层高为4.2m。A座首层、B座五层为展示大厅，大厅中央为满足大空间使用要求设计取消中柱，为实现高层建筑物内部上、下层结构柱网的局部变化， 上层采取4.2m与楼层同高的一道型钢砼结构的转换桁架进行楼层结构转换，如下图所示。HJ1示意图HJ2示意图2 转换桁架的设计2.1型钢骨架A座(23层)桁架（HJ1）位于一层顶至二层顶之间1-5/B轴线，转换桁架长度34m，标高5.15-10.15m ，HJ1型钢骨架主材为Q345B级钢；上下弦型钢砼梁截面尺寸800×800mm内衬箱型钢梁骨

5、架规格-25×500×250mm、长度34m，单根重量约10t；4根斜腹杆截面700×750mm内衬箱型钢骨架规格-25×250×250mm、斜腹杆型钢总重量约约4.1t，整个HJ1重量合计约24.1t。B座（19层）第二品桁架（HJ2）位于五层顶至六层顶12-16/C轴间，标高21.55-26.95m，垂直于C轴主桁架的14轴KL14a（1）梁，根据设计要求参照HJ2施工。HJ2型钢梁为丁字型，上下弦型钢砼梁规格800×1200mm内衬箱型钢梁骨架-16×300×800mm，上下弦梁长度约34m，单根重量9.4t

6、，重量合计约18.8t；8根竖向腹杆截面尺寸600×1000mm，内衬箱型钢柱骨架规格-16×250×500mm，腹杆合计用钢重量约5t；B-C /14轴间KL14a（1）参照HJ2施工，整个B座HJ2总重量约29t。2.2型钢砼梁配筋以A座转换桁架梁1为例：上下弦水平梁配筋相互对称，上弦梁主筋832；1032、下弦梁主筋1032；832、腰筋622、箍筋采用12100/200。 中间两根V字型斜腹杆为受拉杆件，配筋为2232；10100，两边两根斜腹杆为受压杆件，配筋为1225；10100。截面配筋详图如下：图：上弦梁截面配筋 图：下弦梁截面配筋 图：斜腹压杆截

7、面配筋 图：斜腹拉杆截面配筋2.3设计要求竖向结构剪力墙、柱等构件采用C60砼，梁板水平构件采用C35标号砼浇注。3 转换桁架施工技术3.1特点、难点分析3.1.1转换桁架的设计采用型钢砼结构形式独特新颖，缺少同类工程的施工经验且在具体设计图纸中内容不够完善，与指导实际操作有一定差距，具体制作安装及钢筋绑扎等需二次深化设计。3.1.2 由于工期紧且市场无成品型钢货源，经与设计沟通采用钢板焊接加工，在工厂加工制作完成后运输至现场拼装。3.1.3 构件跨度大，转换桁架骨架高度约4.2m，与下部作业层同时施工，整体施工高度达到8.4m，吊运安装难度大。3.1.4 型钢骨架外围钢筋直径大，数量多，排布

8、密集，绑扎施工难度大，砼浇筑振捣空隙小，密实困难。3.2总体思路由于整架转换桁架跨度大，长达34m，整体重量HJ1约24t、HJ2约29t，吊装最大高度HJ1为10.15m，HJ2为26.95m，整体制作一次性吊装难度大,机械吊装性能要求高、费用过大，通常吊装机械难以满足施工要求，不符合经济合理化施工的要求。以HJ1为例，根据平面布置吊装位置B轴为建筑物边第二条轴线，距离建筑物边8.4m，最大吊装高度约10m，采取分段吊运高空组装的施工工艺。根据整体桁架的结构特点，竖向将其分为三段：下弦杆、腹杆、上弦杆；转换桁架整体受力的原理，在转换桁架中间跨的1/3处将整个型钢梁水平分为两段，分别制作加工，

9、现场吊运组装。3.2.1钢桁架吊装1）根据基坑未回填情况，基坑上边缘距离建筑物约14m原方案拟采用120t汽车吊，经起重性能与工作半径分析比照，当工作半径28m时起吊杆44m起吊重量为7吨，最大水平段梁构件长度占总长度60%，重量约6吨。现场后期基坑回填缩短了汽车吊工作半径实际采用80吨吊车。2）为确保型钢骨架顺利安装就位，同时保证梁底钢筋穿过梁柱节点部位，在吊装型钢骨架以前，在独立柱顶埋置预埋钢支座作为型钢骨架安装平台、就位支座，具体做法如下图所示。3）分段吊装按照中间跨的1/3处，避免方形接口焊缝交圈，采取错缝对接，横向焊接接口与竖向接口错开500mm进行对接。4）上下弦水平段型钢梁分两段

10、吊装，首先吊装下弦杆，下弦杆分两次吊装，拼接位置在-轴16.8m跨的1/3处，摆放整齐后，用电焊同支座埋件点焊牢固，下弦型钢梁吊装就位焊接后，再分别吊装4支中间斜腹梁。5）斜腹杆与下弦杆采用定位钢板定位，10#槽钢作临时斜撑与斜腹梁上固定件固定（已在加工厂内研好），校正垂直及角度后同样焊接牢固，待对称斜腹杆焊接完成后在两者之间焊接固定横撑，然后再吊装上弦型钢梁。6）待下弦型钢梁与斜腹杆构件吊装完成后，进行上弦型钢梁的吊装，上下弦水平钢梁在两端跨处各采用两根22#槽钢作为临时支撑，中间2-4轴16.8m跨处上弦杆搁置与斜腹杆顶部，吊装分段及接口位置与下弦杆相同，就位后与斜腹杆顶端焊接、与临时支撑

11、螺栓加固。3.2.2自密实混凝土由于型钢占据竖向及水平构件较大部分空间，型钢梁、柱外包混凝土宽度150275mm，且转换桁架钢筋纵、横及竖向钢筋交叉汇集，节点处空隙狭小，根据钢筋提前排布情况，斜腹杆部位砼较难浇筑，普通砼浇筑无法振捣难以保证浇筑质量，原设计水平构件砼标号C35、竖向构件C60，为保证特殊构件强度以及在难以振捣的部位砼依靠自身重力作用，能够流动、密实，使存在致密钢筋部位，砼也能完全填充模板，转换桁架构件统一采用C60标号自密实砼。C60自密实配合比材料名称水泥砂5-20mm 石外加剂掺和料水生产厂，牌，地名青岛三菱水泥陈勇陈勇巴斯夫矿粉自来水品种，标号，规格P.II52.5砂20

12、mm 石子聚羧酸恒基S95重量配合比11.84 1.87 0.0150.2220.38 每立方米材料用量(kg/m3)4508308406.6 1001733.2.3外包混凝土施工 叙述钢筋、模板施工，以及混凝土浇筑1、桁架钢筋绑扎顺序：1）型钢梁安装完成后，支好梁底模板，2）首先根据箍筋间距计算好箍筋数量，套入箍筋，3）绑扎垂直与桁架梁方向的次梁钢筋。4）采用钢管横向撑起桁架梁上皮穿入箍筋的纵向钢筋，再穿入下皮钢筋，绑扎梁箍筋。5）桁架梁绑扎完成后，放好梁底垫块扯掉钢管支撑，放下整个桁架梁纵向钢筋。2、主、次梁受力筋交叉垂直布置，梁侧面及上、下部受力纵筋尽量避开型钢部分、绕行通过，垂直于梁的

13、腰筋及部分纵筋，无法正常通过时采用锚固或与型钢侧面加强板焊接的方式连接。3、桁架梁柱交点处钢筋过密，箍筋无法正常套入绑扎，采用U型箍筋对焊。4、模板表面质量的好坏及其支撑系统是否稳固将直接影响砼工程的观感质量及几何尺寸的正确。模板施工采用散拼覆膜竹胶板模板。支撑及加固系统采用48×3.5钢管 、10#槽钢主龙骨、16对拉螺栓及50×80mm方木配合使用，要求模板及其支撑系统必须具有足够的强度，刚度和稳定性。5、桁架梁、柱封模板前，砼工查看钢筋排布结构情况及振捣部位，提前做好混凝土浇注振捣准备工作。6、按照转换桁架结构形式，砼浇筑分为下弦杆、腹杆与上弦杆两部分分别进行浇筑，在

14、下弦杆楼板上表面顶标高处设置施工缝，浇筑时因钢筋密集，为保证浇筑密实首先从梁的一侧浇筑，待另一侧出浆后方可再次浇筑另一侧。4 问题分析主要是设计问题，施工中存在的需要改进的问题也可以叙述一下。4.1在施工中积极与设计单位沟通，明确以下做法：1）明确型钢骨架用钢材质：由于钢筋排布为满足可施工性要求的设计调整，将型钢骨架用钢材质由原来Q235B变更为Q345B。2）转换桁架型钢梁内腔明确不考虑除锈防腐做法。3）转换桁架型钢表面与砼接触面共同受力及抗剪力作用，设计确认不需增加抗剪措施和特殊处理。4）梁柱节点处，型钢梁空腔对竖向承重结构截面削弱作用是否应重点考虑加强措施，设计单位单位调整意见确认空腔部

15、分不需砼灌实，型钢相交处及型钢与柱子相交处内腔加设 20厚隔板。5）拼装单元的划分及拼装单元接口的错缝设置。6）考虑不影响吊装就位及后续钢筋绑扎，钢梁二次深化支撑埋件。4.2钢筋排布问题：斜腹杆与立柱及纵、横向相互垂直的主、次梁交点配筋交叉布置，设计钢筋数量与实际绑扎空间不相符，实际空间不能满足绑扎的要求，原设计下弦桁架梁钢筋，截面配筋1332；832;腰筋622，下弦杆与上弦配筋相反832；1332;腰筋622。受拉斜腹杆3025,桁架梁间砼柱截面配筋2425，钢筋纵横竖向交叉配筋密集钢筋无法正常安装，通过设计调整配筋，增加钢筋直径减少钢筋数量，以增加钢筋施工操作空间，提高可操作性。4.3梁柱节点钢筋与型钢在空间上的冲突矛盾,配筋按照截面四周均布置纵向主筋，但在型钢与型钢交接处，钢筋无法通过该平面，只能通过设计调整钢筋数量及布筋位置进行合理避让。4.4斜腹杆型钢四周钢筋绑扎施工较